в мрежата

Разпределението на IP адресите претърпява някои промени през последните 20 години. Докато интернет архитектите търсят начини да удължат живота на IP адресната система и отговорно да администрират всички останали публични IP адреси, са разработени някои интересни и полезни адресни схеми.
Две адресни схеми, които закопават по-дълбоко в подмрежите са супермрежите (supernetting) и Classless Inter-Domain Routing (CIDR). Тези адресни схеми се използват в големи TCP/IP мрежи с много подмрежи, за да направят маршрутизирането по-просто и управляемо. Разбирането на подмрежите и подмрежовите маски има решаващо значение за разбирането на тези две схеми. Усвояването на тези адресни схеми ще ви даде по-добро и по-просто разбиране за подмрежите.

Разпределение на IP адресите

Интернет се разраства с темпове, които никой не е предпоагал. Проектантите на тази мрежа не са могли да предпожат този темп на разрастване, разрастване което се определя като прогресивно и експлозивно и това е очевидно в някои от първоначалните предположения и решения за разпределение на IP адресите, които тези дизайтери са направили.
Първоначалното решение е направено да ползва IP адреси от 32 бита. В тези 32 бита, част от адреса се отнася за мрежата в която се намира хоста а другата част се отнася за уникалния адрес на съответния хост в мрежата. Основен адрес с които са се зблъсквали проектантите е би "Как да бъдат разпределени тези адреси?". Решението тогава е било да се използват класови IP адреси. Това са класовете за които вече научихте от предходните глави.

Ограничения на класовата система

Като разделят всички IP адреси в пет класа, разпределението на тези адреси би трябвало да е доста просто. Първо, в тези пет класа имаме класовете D и E които са резервирани за други нужди (не за адреси на хостове). Затова компаниите нуждаещи се от IP адреси ще получават клас А, клас B или клас C адреси в зависимост от броя на хостовете, които трябва да се адресират.
В глава 6 научихте, че в класовата адресна система:
Клас A съдържа 126 мрежи с 16777214 хоста във всяка от тях.
Клас A съдържа 16382 мрежи с 65534 хоста във всяка от тях.
Клас A съдържа 2097152 мрежи с 254 хоста във всяка от тях.
Елемент на тази система за разпределение на адресите която ограничава нейната мащабируемост е ползването на точно 8, 16, 24 бита за представяне на мрежовата част от адреса. Компания с по малко от 254 хоста се нуждае от най-малкия възможен клас, клас C. Ако тази мрежа има само 100 хоста, 154 адреса са изхабени напразно. Затова много клас C хост адреси не са ползвани никога. В подобна ситуация на компания с 5000 хоста се дава клас B адрес и това похабява над 60000 адреса, защото клас B мрежа може да адресира до 65534 хоста.

Проблема с клас B

Разпределението на клас B адресите е мясотто където Интернет се сблъсква с най голямото си предизвикателство. През Май 1992, 49 от 126 клас А мрежите са вече разпределни, което означава че 38% от тези адреси са вече заминали. Още повече, 45% от клас B мрежите са разпределени или 7354 от 16382. Интернет проектантите изчисляват, че при този темп на разрастване на Интернет и разпределение на мрежите, всичките клас B адреси ще бъдат изчерпани за 15 месеца. Клас C мрежите не са били все още проблем, защото само 2% или 44014 от 2097152 мрежи са били разпределени.
Internet Assigned Numbers Authority (IANA) решава да вземе по строги мерки за разпределение на клас B мрежите, за да са сигурни че компания на която е дадена клас B мрежа ще може да ползва адресите в тази мрежа ефективно преди IANA да им даде този адрес. Някои от новите правила илизкват организациите кандидатиращи се за клас B мрежа да изпращат план на подмрежите и документ доказващ нуждата от клас B. Компанията трябва да изпрати инжинерен план, за да опише в детаили разгръщането на адресите. Плана е трябвало да включва прогноза за предполагаемия ръст на мрезата за следващите 24 месеца. Ако се прецени, че е възможно компанията може да управлява мрежата си ефективно с няколко клас C адреси, кандидатурата бива отхвърляна. Всички останали искания са обект на следното клас C разпределение.

По този начин клас B адресите вече не са раздавани безрасъдно. Интернет мрежата обаче все още е изправена пред някои доста важни проблеми свързани с адресирането. Двете най важни предизвикателства са били:

• Клас B адресите евентуално ще бъдат изчерпани дори със стриктния контрол около назначаването на клас B мрежите.
• Интернет маршрутните таблици започнали да стават все по-големи, което засяга надеждността на мрежата.

Второто следствие започнало да се превръща в голям проблем, особенно с назначаването на  последователни клас C мрежови адреси.

Интернет маршрутни таблици

Тези таблици се поддържат от интернет властите и интернет доставчиците и предлагат информация за машрутизирането на пакетите в интернет. Интернет маршрутните таблици съдържат мрежови адреси и най-добрия път за достигане до опредеена мрежа. Те имат списък с номера на мрежата, подмрежовата маска и пъря по който трябва да се поеме за достигане до тази мрежа. Например маршрутната таблица може да съдържа тези пътища:

Тази маршрутна таблица съдържа само четири маршрута. Представете си колко би била голяма таблица, която съдържа стотици хиляди маршрута!
С нарастването на тези таблици са създадени два метода за намаляването на размера им: супермрежите (suppernetting) и безкласовото интер-домейн маршрутизиране (CIDR). Тези две техники правят маршрутните таблици по-малки и маршрутните записи по-ефикасни.

Супермрежи

Супермрежите се използват в маршрутните таблици, за да съберат в едно цяло последователните клас C мрежи. Представете си, че компания има нужда да адресира 1024 хоста. Таблицата от по-рано отбелязва, че компания с тези размери не се нуждае от клас B, вместо това тя получава 4 последователни клас C адреса, това ще стапи един клас B адрес но ще натовари интернет маршрутните таблици. На компанията са прикрепени 4 последователни клас C адреса от 192.168.0.0 до 192.168.3.0 и тя настройва рутера си към интернет с адрес 192.168.0.1. Маршрутите в транспортната таблица на интернет доставчика ще съдържат следното:

Забележете, че всички маршрути водят към един и същ IP адрес - 192.168.0.1, тези маршрути изглеждат излишни. Подмрежовата маска казва на IP при рутера да прегледа 24 бита на всеки пакет, за да определи по кой маршрут ще поеме всеки пакет. IP после преглежда 24-те бита на получаващия адрес и вижда, че единствените разлика в тези четири маршрута са в третия октет и по точно 23 и 24 бит.

Всеки пакет насочен към коя да е от тези четири последователни мрежи има едни и същи първи 22 бита, единствената разлика са 23 и 24 бит. Понеже всички мрежи са насочени към един и същ IP адрес, супермрежата може да каже на IP да гледа само първите 22 бита. Използвайки супермрежа същата маршрутна таблица би съдържала само един маршрут.

Сега ако пакет е насочен към 192.168.1.12, 192.168.2.115, 192.168.3.5 или 192.168.0.10 подмрежовата маска 255.255.252.0 казва на IP да гледа само първите 22 бита:

Като се обединят мрежите на тази компания в супермрежа, маршрутите към клас C мрежите на тази компания се редуцират само до един запис.

Да разгледаме друг пример, представете си че компания се нуждае от 4096 хост адреса. Вместо да ползва клас B адрес, компанията ще използва 16 последователни клас C адреса. Без супермрежов път маршрутната таблица съдържа тези 16 маршрута:

С използването на супермрежов маршрут записите в маршрутната тазлица се свеждат само до един:

За да създаде правилна супермрежова подмрежова маска, администратора трябва да гледа адресите в двуичен вид и да определи последния бит до който мрежите са еднакви. Този брой зависи от броя на последователните клас C мрежи. Таблицата по долу показва правилната супермрежова маска, която трябва да бъде ползвана:

Classless Inter-Domain Routing (CIDR)

От глава 8 знаете, че подмрежовата маска използва десетично точков запис, за да каже на IP колко бита представят мрежовата част от адреса. Простичко казано CIDR адресите заменят подмрежовата маска и казват на IP броя на битовете, които трябва да ползва при определянето на мрежовата част на IP адреса. Например подмрежовата маска 255.255.255.0 казва на IP, че 24 бита определят мрежовата част от адреса, CIRD просто ползва този начин на записване /24. В други примери вместо 255.25.0.0, CIDR ползва /16, а подмрежова маска 255.255.255.240 се замества от /28.
По-рано в тази глава научихте за двете предизвикателства пред разпределението на адресите в интернет. Първото е изчерпването на клас B мрежите а второто големите маршрутни таблици. CIDR е механизъм, който временно облекчава и двата проблема.
Моце да се спести пространство в маршрутните таблици като се ползва CIDR запис вместо традиционния десетично точков запис. Например ако замените 255.255.240.0 в /20, сместявате място и разкривате същата информация. Като умножите спестеното място по броя на маршрутетие в маршрутната таблица, които могат да са хиляди се спестява огромно място.
Друго голямо приемущество на ползването на CIDR е гъбкавостта при назначаването на мрежови адреси. Вместо ползване ка класова система на адресиране, CIDR ползва безкласова система. Няма основна маска при CIDR. Мрежовия адрес може да бъде разпределен с произволен брой битове за предтавяне на мрежовата част на адреса. CIDR адресите могат да бъдат разпредяляни в зависимост от броя на хостовете, тази система за адреси се вписва по-добре в нуждите на различните компании, за разлика от класовата която може да изразходи адреси напразно. Таблицата по-долу представлява похдодящ CIDR запис за различни мрежи.